一、合成纤维在混凝土中的效果和机理(论文文献综述)
陶喆[1](2020)在《氯盐浓度和纤维掺用方式对面板混凝土耐久性的影响研究》文中研究指明混凝土面板作为面板堆石坝的重要防渗结构,其耐久性对大坝长期安全运行至关重要。而在恶劣环境条件下,水环境中盐溶液侵蚀和冻结侵蚀作用往往会对混凝土面板结构造成一定的损伤。研究表明,将纤维掺入面板结构中可在一定程度上提高纤维面板混凝土的耐久性。因此,开展纤维掺用方式对面板混凝土的抗盐冻侵蚀的影响规律的相关研究,对实际工程中选用纤维具有重要的参考意义。首先,本文依据有关规范,严格设计面板混凝土的配合比,并对制备好的面板混凝土进行基本性能测试,确保制备试件符合面板混凝土要求;其次,针对氯盐浓度影响因素,在同一纤维品种不同氯盐浓度的条件下,运用快冻法对试件进行盐冻循环试验,探究纤维面板混凝土在不同氯盐浓度的侵蚀环境下的抗盐冻性能;然后,针对纤维掺量、混杂纤维影响因素,保持同一氯盐浓度,分别进行盐冻循环试验,探究纤维掺量、混杂纤维对面板混凝土抗盐冻侵蚀的影响规律;最后,利用电镜扫描仪观察受盐冻循环侵蚀试验后的纤维面板混凝土结构内部形貌,从微观形态角度分析结构的内部损伤。研究结果表明:(1)氯盐浓度的升高会加剧纤维面板混凝土受盐冻侵蚀破坏损伤,但过高的氯盐浓度会一定程度上降低冰点,使溶液结冰速度变慢,反而使试件受损较轻。(2)聚丙烯纤维能有效改善面板混凝土的抗盐冻侵蚀耐久性,且不同纤维掺量有不同的改善程度。本试验中,掺量为1kg/m3的聚丙烯纤维对面板混凝土抗盐冻侵蚀耐久性的改善效果最好。聚丙烯腈纤维面板混凝土与聚丙烯纤维面板混凝土有相似的受盐冻侵蚀影响规律:掺量过高的纤维容易分散不均,难免出现团聚现象,使结构内应力不均,更易遭受盐冻侵蚀破坏作用。钢纤维掺量越大,试件受侵蚀越轻,原因是所选用的钢纤维掺量并未发生过量团聚现象。(3)混杂纤维面板混凝土比单掺纤维面板混凝土更有利于面板混凝土的抗盐冻侵蚀,但钢纤维掺量较大时,单掺钢纤维试件表现效果也较好;聚丙烯-聚丙烯腈混杂纤维面板混凝土的抗盐冻侵蚀性能不如含钢纤维的混杂纤维面板混凝土效果好。本文的研究成果对于今后相关研究有一定的借鉴作用,能为实际工程提供参考。
葛晨[2](2020)在《纤维混凝土弯曲韧性评价方法及热力作用下性能研究》文中研究说明混凝土韧性是表示混凝土在变形和断裂过程中吸收能量的能力,它是衡量材料强度与变形的综合性能。我国对于混凝土弯曲韧性的评价主要以CECS13:2009为依据,该标准适用于钢纤维(Steelfiber,SF)混凝土。随着纤维混凝土应用日益广泛,建立纤维混凝土弯曲韧性评价方法以及研究提高纤维混凝土弯曲韧性的方法显得尤为重要。本论文以聚丙烯纤维(Polypropylene fiber,PPF)混凝土、聚甲醛纤维(Polyformaldehydefiber,POMF)混凝土、聚丙烯腈纤维(Polyacrylonitrile fiber,PANF)混凝土、聚乙烯醇纤维(Polyvinyl-alcohol fiber,PVAF)混凝土、SF混凝土以及玻璃纤维(Glass fiber,GF)混凝土为研究对象,结合国家标准《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》(GB/T21120-2018)以及国家标准《水泥混凝土和砂浆用耐碱玻璃纤维》(GB/T38143-2019)的制订,开展了纤维混凝土弯曲韧性评价方法、常温和高温后纤维混凝土弯曲韧性及微结构演变三个方面的研究。主要工作如下:(1)分析欧洲RLIEM TC 162-TDF标准、美国ASTM-C1609标准、日本JSCE-SF4标准以及中国CECS13:2009四种常用纤维混凝土弯曲韧性评价体系,分析它们各自的特点,建立了国家标准《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》(GB/T21120-2018)以及国家标准《水泥混凝土和砂浆用耐碱玻璃纤维》(GB/T38143-2019)中有关合成纤维混凝土及玻璃纤维混凝土弯曲韧性评价方法。(2)采用切口梁试验方法研究PPF混凝土、PVAF混凝土、POMF混凝土、PANF混凝土、SF混凝土以及GF混凝土弯曲韧性的纤维合理掺量。基于试验得到的荷载-位移曲线,探究切口梁跨中挠度(δ)与裂缝口张开位移(CMOD)之间的关系。结果表明:PVAF、POMF、PPF对混凝土弯曲韧性提高的合理掺量范围为1.2kg/m3~1.5kg/m3,PANF对混凝土弯曲韧性提高的合理掺量范围为1.5 kg/m3~1.8 kg/m3;SF对混凝土弯曲韧性提高的合理掺量为体积掺量1%左右;GF对混凝土弯曲韧性提高的合理掺量为体积掺量1%左右。综合考虑6种纤维提高混凝土弯曲韧性性能由大到小排序:SF>GF>PVAF>POMF>PPF>PANF;δ与CMOD之间存在线性关系,可以用CMOD预测跨中挠度δ。(3)采用高温炉对PVAF混凝土、PANF混凝土、POMF混凝土、PPF混凝土以及素混凝土(JZ)进行50℃、100℃、200℃、400℃的升温处理,探究合成纤维混凝土在高温后弯曲韧性的变化规律。结果表明:随着温度升高,纤维混凝土的等效抗弯强度feq1表现为先增加后减小的趋势。不同纤维混凝土的等效抗弯强度feq2在不同温度下的发展趋势各不相同,但是各组纤维混凝土的feq1+feq2的值在50℃时达到最大值,随着温度的升高逐渐减小。(4)利用环境扫描电子显微镜(ESEM)实时微观加载测试系统,拉伸高温后纤维水泥砂浆试件,记录其荷载-位移曲线,并且同步观测纤维水泥砂浆试件在拉伸过程中的微观结构演变过程。结果表明:在20~200℃时,PVAF试件和PPF试件的抗拉强度随着温度的升高而升高;200℃时,JZ试件、PVAF试件和PPF试件的强度存在一个反弹阶段。纤维在该阶段的增韧作用逐渐丧失,此时荷载-位移曲线包罗面积减小;当温度上升到500℃时,试件的抗拉强度出现下降的趋势,原先致密的结构逐渐变得疏松,强度降低。
周兴宇[3](2020)在《多尺度聚丙烯纤维混凝土性能研究》文中指出聚丙烯纤维是一种较早用于改善混凝土性能的合成纤维,具有优异的分散性能、耐酸碱盐性能、耐疲劳性能,生产价格低廉,原材料广泛等特点,在合理掺量下,将聚丙烯纤维掺入后能有效改善混凝土性能,为满足建筑行业对混凝土性能的复杂要求,可以通过改变纤维尺度进一步提高混凝土性能。本文将多尺度聚丙烯纤维掺入混凝土中进行单掺、混掺试验,分析混凝土抗压、劈拉、抗折性能以及工作性能的变化规律,确定出多尺度纤维单掺、混掺试验的最优方案,在最优方案条件下进行了:(1)混凝土抗渗、抗冻及抗硫酸盐干湿循环试验;(2)25℃、200℃、400℃、600℃、800℃五种温度下混凝土高温后以及热-力耦合作用下性能试验;(3)不同温度(25℃、400℃、800℃)作用后混凝土内部孔结构测定试验,从宏观、细微观的角度,探究多尺度聚丙烯纤维对混凝土性能的影响。得出以下结论:(1)聚丙烯纤维的掺入对混凝土抗压、劈拉、抗折性能起到改善作用。在多尺度聚丙烯纤维单掺试验中:质量掺量为0.9kg/m3,直径为31μm,长度为12mm的聚丙烯细纤维混凝土(PPF)性能最优;质量掺量为6kg/m3,直径为450μm,长度为45mm的聚丙烯粗纤维混凝土(PPM)性能最优;在多尺度聚丙烯纤维混掺试验中:质量掺量为6kg/m3,长度为45mm,直径为450μm的聚丙烯粗纤维与质量掺量为0.9kg/m3,长度为12mm,直径为31μm的聚丙烯细纤维混掺混凝土(PPC)性能最优。(2)聚丙烯纤维的掺入能改善混凝土耐久性能。纤维的掺入能减少混凝土内部有害孔、多害孔的含量,细化了混凝土内部孔径,使得微小孔明显增多,从而提高少害孔、无害孔的含量。综合对比耐久性能试验结果以及孔结构特征可以得出:单掺聚丙烯细纤维对混凝土耐久性能的改善作用优于单掺聚丙烯粗纤维,但较聚丙烯粗、细纤维混掺方式的作用效果要差。(3)热-力耦合作用下混凝土随升温时间增长,热应变呈现先增大后减小的趋势,而热损伤表现出逐渐增大的变化规律,四类混凝土热应变最大值、热损伤最大值的大小关系均为:JZ(基准混凝土)>PPM>PPF>PPC。与JZ试件相比,三类纤维混凝土试件(PPM试件、PPF试件及PPC试件)的热应变最大值分别为JZ试件热应变最大值的82.9%、80.0%、72.1%;三类纤维混凝土试件(PPM试件、PPF试件及PPC试件)的热损伤最大值分别为JZ试件热损伤最大值的90.7%、72.9%、68.0%。说明聚丙烯纤维的掺入能有效的改善热-力耦合作用下混凝土高温性能,且聚丙烯混掺纤维最优,聚丙烯细纤维次之,聚丙烯粗纤维一般。(4)在高温后混凝土试验中,随着温度的升高,四类混凝土的抗压强度、抗压强度残余率均呈现逐渐降低的趋势,且整体上高温作用后纤维混凝土试件的抗压强度、抗压强度残余率均大于JZ试件,说明纤维的掺入可以起到缓解混凝土高温损伤的作用。(5)根据高温作用后混凝土强度衰减情况,对常温下混凝土本构关系进行修正,建立了高温后混凝土本构关系:σ=KEεk(1-D),并另选600℃温度作用后的混凝土试验曲线对其进行验证;验证曲线与理论曲线吻合度较高,理论曲线能够较好表达高温后混凝土力学性能的特征。
冯古雨[4](2020)在《抗老化聚丙烯格栅增强混凝土结构裂缝演化行为研究》文中认为混凝土是指由胶结材料、骨料、水和添加剂经过拌和、密实成型和一定时间的养护后硬化形成的复合材料。混凝土强度大、抗压性能好、坚固耐用、原料来源广泛、成本低廉、可塑性强,因此成为世界范围内使用量最大的人造土木工程及建筑材料。但是,混凝土同时存在抗拉性能差、脆性大、韧性差等缺点,并且在成型和使用过程中容易出现开裂现象。近年来,随着合成纤维工业的发展,合成纤维的产量和性能大幅度增长和提高,合成纤维格栅替代部分钢筋材料作为次要加强筋抑制混凝土裂缝的发展成为可能。其中,聚丙烯纤维具有轻质,高强,韧性好,耐腐蚀,掺量低,成本低等优点,符合当今混凝土“轻质高强,提高韧性”的应用要求而大量被应用于纤维增强混凝土领域。然而,聚丙烯格栅同样存在抗老化性能差、表面活性低、与混凝土界面性能差等缺点,给聚丙烯格栅增强混凝土在工程领域的推广带来了很大困难。本文以聚丙烯格栅增强混凝土为研究对象,通过对聚丙烯格栅抗老化处理和表面改性提高聚丙烯格栅增强混凝土的各项性能,并采用测试和理论模型相结合的方法对聚丙烯格栅增强混凝土结构裂缝演化行为进行了研究。主要内容包括:(1)使用原位聚合和相分离法制备出一种具有三层皮芯结构的抗老化胶囊,用于提高聚丙烯纤维的抗老化性。通过干湿交替和冻融循环耦合作用的诱导老化条件,测试胶囊型抗老化剂对聚丙烯纤维抗老化性能的影响。研究结果表明:0.4wt%含量的胶囊型抗老化剂提高了聚丙烯纤维的抗老化性能,减少老化现象引起的聚丙烯纤维性能衰退。(2)基于声发射监测技术,利用纤维抽拔测试研究了聚丙烯纤维束与混凝土间界面损伤行为。根据声发射信号和抽拔测试结果,建立了界面滑移模型,探讨了界面损伤过程中界面上应力与变形分布情况。该模型由5个阶段组成,分别为弹性变形阶段、弹性-软化阶段、弹性-软化-脱粘阶段、软化-脱粘阶段和脱粘阶段。(3)利用纱罗组织将聚丙烯纤维织成聚丙烯格栅,使用丙烯酸和氧化石墨烯的表面接枝反应提高聚丙烯格栅的表面活性。通过对聚丙烯格栅表面化学成分、亲水性及形貌的表征,分析了丙烯酸和氧化石墨烯接枝对改善聚丙烯格栅表面活性的作用。通过对聚丙烯格栅增强混凝土抗冻融性能的测试,分析了格栅表面改性对混凝土抗冻融性能的影响。结果表明:聚丙烯格栅表面活性的提高抑制了混凝土在冻融循环作用下的性能衰退行为。(4)通过测试聚丙烯格栅增强混凝土压缩和弯曲性能,研究了聚丙烯格栅增强混凝土力学性能和吸能特性。通过对测试后混凝土样品表面结构裂缝形态和走向的研究,分析了聚丙烯格栅在混凝土结构裂缝演化中的作用。结果表明:聚丙烯格栅提高了混凝土韧性,增加了能量吸收能力。缩小了结构裂缝的尺寸,保持了混凝土在载荷作用下的整体性。本文的研究结果为聚丙烯格栅增强混凝土的进一步科学研究和工程领域的应用提供了理论基础。
侯泽宇[5](2020)在《3D打印纤维增强混凝土的制备与性能研究》文中研究指明3D打印混凝土技术是目前建筑建造领域的研究热点之一。该技术将混凝土材料与先进的3D打印技术相结合,引领建筑建造进入了信息化、机械化的新时代。近年来,国内外学者针对3D打印混凝土技术进行了全面的研究,在3D打印机的结构与性能参数、材料配合比等研究方向取得了重大进展。本文结合目前已有的研究成果,进行3D打印纤维柔性增强混凝土的流变性能、可打印性和力学性能研究,探索柔性纤维对3D打印混凝土性能的影响机理,为合理使用3D打印柔性纤维增强混凝土打下基础。本文的主要研究内容与结论如下所述。(1)研究3D打印混凝土基体配合比。测试不同胶砂比-水胶比材料的流变性能和可打印性以及力学性能。研究结果显示,宜选用胶砂比接近1的J800配合比作为纤维增强材料的基体配合比。本研究在J800的基础上提高外加剂用量,以适应纤维掺入对材料流动性的影响,增大纤维掺量和长度的指标选用范围。(2)本研究提出3D打印混凝土可打印性的快速测试方法以及稳定测试方法对3D打印混凝土可打印性进行评价,并通过试验验证了上述方法的可行性。试验结果表明,掺入柔性纤维会降低材料的可打印性,但可以通过设置3D打印机的挤出速度,将不同流变性能的纤维增强材料以相同的打印质量进行打印。(3)研究不同掺量和长度的三种柔性纤维对3D打印混凝土流变性能、可打印性和力学性能的影响,总结柔性纤维掺量和长度适用范围。研究结果表明,直径约130μm的PP纤维对3D打印混凝土流变性能影响较小,对材料后期抗压强度和层间结合强度提升效果明显,适用体积掺量为0.3%,纤维长度小于6mm。剑麻纤维可以稳定提高材料的可打印性以及后期抗折强度,适用体积掺量小于0.3%,长度约6mm。PVA纤维对材料流变性能和力学性能都产生了明显的劣化影响。(4)结合三种柔性纤维的形貌图,CT三维重构微观结构图,以及3D打印纤维增强混凝土的流变性能、力学性能测试结果,对3D打印纤维增强混凝土流变性能和力学性能变化的机理进行分析。研究结果表明,纤维的长径比和表面性能是影响3D打印混凝土可打印性的重要因素。直径大于100μm、长度约6mm且亲水性良好的合成纤维对整体材料可打印性影响较小,可用于增强3D打印混凝土的性能。吸湿状态下的植物纤维可以明显增强3D打印混凝土的可打印性。柔性纤维的掺入改变了3D打印混凝土界面处的纤维根数以及材料整体的孔隙率、孔体积大小,进而影响材料的力学性能。
张鲜维[6](2019)在《聚丙烯织物混凝土基本力学性能及破坏机理研究》文中指出工程建设中,人们常用掺加聚丙烯纤维的方法来改善混凝土的力学特性。聚丙烯纤维也是民用服装和工业用布的主要原材料,经聚丙烯纤维混纺而成的聚丙烯织物由于使用范围广、储量大、难分解,已经成为固体废弃物中废弃织物的重要组成部分。本文以废弃的聚丙烯织物为研究对象,分析了将其作为掺合料掺入混凝土中,对混凝土基体力学性能的影响,研究了聚丙烯织物代替聚丙烯纤维作为混凝土掺合料的可行性。主要研究成果如下:(1)分析了相同混凝土基体配合比、不同织物/纤维掺量条件下,聚丙烯织物混凝土、聚丙烯纤维混凝土相对于普通混凝土的拌制方法和拌合物性能的差异。研究发现,聚丙烯织物混凝土的拌制方法和普通混凝土基本一致,拌合物性能也与普通混凝土无显着差别,加入不同掺量的织物使混凝土的坍落度降低1.5%~7.5%,较同掺量聚丙烯纤维混凝土提高了3%~14%左右,织物掺量的改变对和易性影响不显着,说明聚丙烯织物混凝土较聚丙烯纤维混凝土具有更好的和易性,更利于施工。(2)基于自制的断裂触发系统,研究了聚丙烯织物混凝土、聚丙烯纤维混凝土受压破坏时的瞬态裂缝发展规律。从能量吸收角度分析了不同织物/纤维掺量、不同养护龄期下聚丙烯织物混凝土和聚丙烯纤维混凝土在受到压缩荷载持续作用时,其损伤发展各阶段相对于普通混凝土能量吸收能力的变化规律。研究发现,在不同的养护龄期下,0.9 kg/m3织物掺量的聚丙烯织物混凝土比其他掺量表现出更高的起裂强度和峰值强度,且较聚丙烯纤维混凝土表现出一定的脆性特征;随着织物掺量的不同,聚丙烯织物混凝土的抗压性能发生变化,较大的织物掺量(1.2 kg/m3和1.5 kg/m3)会使织物混凝土在标准养护龄期(28天)之前强度较低,不利于早龄期材料力学性能的发挥。(3)从抗折和抗劈裂能量吸收角度分析了不同龄期、织物/纤维掺量的聚丙烯织物混凝土和聚丙烯纤维混凝土在受到弯曲、劈裂荷载作用时的破坏特点,以及各损伤发展阶段的能量吸收能力相对于普通混凝土的变化规律。研究发现,聚丙烯织物可使混凝土的抗折和抗劈裂韧度提高,但仍低于同掺量的聚丙烯纤维混凝土;当织物掺量≥0.9 kg/m3时,提高织物掺量(1.2 kg/m3和1.5 kg/m3)对抗折性能的提升具有反作用,但是却有利于抗劈裂性能的提升;龄期的增加使混凝土基体的脆性特征变得明显,不同的织物和纤维掺量对混凝土抗折和抗劈裂性能的提升增幅随龄期的增加逐渐减少,0.9 kg/m3的织物和纤维掺量的提升作用较同类其他掺量明显。(4)基于聚丙烯织物混凝土单轴受压应力—应变关系,以及Hogenestand和过镇海提出的混凝土单轴受压本构模型,建立了不同养护龄期、不同织物掺量的聚丙烯织物混凝土单轴受压本构模型,并通过改进的差分进化算法确定了本构模型中的相关系数。同时,构建了聚丙烯织物/纤维混凝土抗压—抗折强度、抗压—抗劈裂强度之间的换算关系,以及织物/纤维混凝土抗压强度、弹性模量与养护龄期、织物/纤维掺量的之间数学关系。研究发现,养护龄期和织物/纤维掺量对应力—应变曲线下降段的影响程度明显大于上升段;二者对材料抗压—抗折强度关系,以及抗压—抗劈裂强度关系均存在影响,但无明显规律;聚丙烯织物混凝土抗压强度与弹性模量的关系与普通混凝土近似,二者与聚丙烯纤维混凝土有较大差别。本文对比分析了不同养护龄期、不同织物/纤维掺量下,聚丙烯织物和聚丙烯纤维对混凝土基体力学性能的改变规律,揭示了织物—混凝土基体、纤维—混凝土基体增强作用的内在机理,本研究为织物混凝土力学性能分析、废弃织物的循环再利用提供了科学依据和新思路。
王天琪[7](2019)在《合成纤维的耐碱性能研究》文中提出纤维混凝土与普通混凝土相比,具有一系列优越的物理和力学性能,而纤维在混凝土中的稳定性是发挥纤维混凝土作用的关键。混凝土内部是一个碱性环境,为了使混凝土的长期性能得到保证,这就要求掺入的纤维应具有良好的耐碱性能,尤其近几年迅速发展的合成纤维成为关注焦点。因此,研究不同合成纤维在水泥混凝中的应用性能,尤其是力学性能和耐碱性能就显得尤为重要,这对促进纤维在土木工程领域的推行具有重要意义。本文以聚丙烯纤维(PP)、聚丙烯腈纤维(PAN)、聚乙烯醇纤维(PVA)和聚甲醛纤维(POM)为研究对象,采用NaOH溶液、基准水泥上层清液、硅灰-基准水泥上层清液以及混合溶液对合成纤维进行碱处理,通过纤维溶胀率和断裂强度保留率研究纤维单丝的耐碱性能,结合微观形貌图和化学结构变化探究纤维腐蚀机理,总结4种合成纤维耐碱性能强弱,为实际工程中水泥混凝土用合成纤维提供借鉴;以强度保留率为准,对比分析纤维在NaOH溶液加温浸泡后分别与基准水泥上层清液浸泡和混合溶液浸泡老化时间的对应关系,为推算合成纤维在水泥基材和复杂碱环境中的有效使用期限提供参考;另外,进行4种合成纤维水泥砂浆强度试验,通过砂浆抗折强度和抗压强度反映纤维对水泥基材的增强作用以及纤维在水泥碱环境中的耐腐蚀性能,并结合碱溶液浸泡试验结果,综合评价合成纤维的耐碱性能。经过相关试验的研究和分析得出以下主要结论:经高浓度的NaOH溶液(pH=14)加温浸泡6h后,4种合成纤维强度保留率均在95%左右,说明合成纤维具有较好的耐碱性能。随着时间增加,纤维表现出溶胀率逐渐增加,强度逐渐减小的变化规律,当温度和溶液浓度升高时,纤维强度损失较大,受溶液腐蚀相对严重,耐碱性能降低,但4种合成纤维之间的耐碱性有一定差异,表现出了不同的力学变化趋势。微观研究发现碱溶液对4种合成纤维腐蚀是一个从外向内逐层腐蚀的过程,纤维表面出现的变化与纤维的力学性能密切相关,但浸泡后的纤维整体结构仍保持不变。基准水泥上层清液和混合溶液浸泡后的试验结果与pH=14的NaOH溶液浸泡试验结果最为相似,说明pH=14的NaOH溶液与水泥混凝土孔溶液环境最为接近。当以强度保留率相近为准时,4种合成纤维在pH=14的NaOH溶液加温浸泡6h均相当于基准水泥上层清液浸泡28d。随着处理时间延长,纤维在两种碱溶液浸泡后均能找到相对应的时间节点,根据整体变化规律,可推断合成纤维在混凝土碱环境中的长期性能。对比不同养护龄期合成纤维水泥砂浆与基准水泥砂浆的抗折强度和抗压强度,发现合成纤维对水泥基材具有一定的阻裂性能,可有效提高试件的抗折强度,但对抗压强度的作用不明显。合成纤维水泥砂浆强度试验结果与碱溶液浸泡试验结果具有高度的一致性,即合成纤维具有较好的耐碱性能,尤其POM纤维在4种合成纤维里耐碱性能最好,可适用于属性为碱性环境的水泥混凝土中,但这只能考虑一年左右的强度,一年后纤维强度削弱,失去对水泥基材的增强作用。
吕锦飞[8](2019)在《聚甲醛纤维混凝土性能研究》文中研究指明聚甲醛(POM)纤维是近年开发的一种高强、高弹模纤维,具有优异的耐酸碱腐蚀性能,机械性能突出,在复合基体中有优异的分散性。目前纤维混凝土的研究大多集中在聚丙烯纤维和钢纤维,对于聚甲醛纤维研究偏少。本文通过对聚甲醛纤维掺量进行研究,并在最佳掺量下对聚甲醛纤维混凝土力学性能、耐久性能、热力耦合作用下的性能及高温后性能进行研究。采用0.50、0.45、0.40、0.35、0.30五个水胶比进行混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度试验测试,对比聚甲醛纤维混凝土与基准混凝土的差异,分析聚甲醛纤维对于混凝土力学性能的影响。同时采用五个水胶比混凝土进行抗硫酸盐干湿循环试验、抗渗试验及抗冻试验,对比研究聚甲醛纤维对混凝土耐久性能的影响。利用MTS 810材料测试系统研究混凝土在热-力耦合作用下的损伤特性、损伤规律及损伤本构模型。利用高温炉研究了混凝土高温后不同冷却机制作用下的性能变化规律,对比研究聚甲醛纤维对高温后混凝土的性能影响。主要的研究结论如下:(1)1.2 kg/m3掺量为本试验的最佳掺量。研究了 5个水胶比的聚甲醛纤维混凝土抗压强度、劈拉强度、抗折强度,结果发现聚甲醛纤维对于混凝土抗压性能影响不大,对于混凝土抗劈拉及抗折性能有显着的增强作用。(2)水胶比越低,混凝土抗硫酸盐侵蚀性能越强。聚甲醛纤维有助于提高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。聚甲醛纤维混凝土抗冻性能优于基准混凝土,聚甲醛纤维的掺入提高了混凝土抗冻性能。聚甲醛纤维有利于增强混凝土内部密实度,提高混凝土抗渗性能。(3)在400℃后混凝土在外荷载的作用下孔隙逐渐被压密实,产生较大的扰动,此温度段的变化对混凝土性能有较大的影响。在700℃后由于骨料中的CaCO3受热分解导致混凝土结构破坏,不足以承受外荷载,热应变逐渐下降。在升温过程中,混凝土受温度影响而膨胀产生热应变,纤维的掺入可以有效的抑制混凝土因温度而产生的热变形。(4)基于声发射参数定义了混凝土高温热损伤Ds值及加载阶段损伤DT值,热损伤Ds值曲线能反映混凝土在高温环境下的劣化趋势,同时高温带来热损伤对混凝土性能影响比较大。在加载阶段,损伤DT值能很好描述此阶段混凝土破坏的过程。考虑高温加载试验环境对损伤D值进行修正,建立了加载阶段的损伤本构模型,所建立的本构模型适用于各个温度段。采用单因素分析法对建立的本构模型中的材料系数进行分析,系数v、q只影响应力的变化趋势,反映材料的强度,而系数p同时对应力和应变都有影响,既反映材料的强度也反映材料的延性。同时对400℃混凝土本构模型进行研究,通过三组稳定可靠的数据计算得出400℃下混凝土的本构方程。(5)在高温自然冷却后混凝土抗压强度先是升高而后逐渐下降,在200℃和400℃时,混凝土抗压强度比常温下高,而浸水冷却对混凝土造成二次损失,抗压强度呈逐渐下降的趋势。聚甲醛纤维的掺入可以提高混凝土高温后的抗压强度。聚甲醛纤维混凝土与基准混凝土在两种冷却方式下的劈拉强度相差不大,聚甲醛纤维对于高温后混凝土抗劈拉性能影响不大。随着温度的升高,混凝土相对动弹模逐渐下降,损伤D值逐渐增大,同时聚甲醛纤维的掺入可以提高了高温后的混凝土的动弹性模量,降低了混凝土高温后的损伤D值,延缓了混凝土的高温损伤。在高温环境下混凝土内部产生一系列反应,导致混凝土质量损失,而掺入聚甲醛纤维可以在升温初期缓解混凝土的质量损失。
王志旺[9](2019)在《聚丙烯腈纤维混凝土性能研究》文中研究表明随着纤维混凝土的技术不断发展,越来越多的合成纤维被应用到混凝土中,聚丙烯腈作为合成纤维的一种,具有较高的弹性模量与断裂强度,良好的亲水性使得聚丙烯腈纤维能够很好地分散在混凝土中并与混凝土基体之间具有良好的黏结力,但是,目前关于聚丙烯腈纤维混凝土性能的研究还相对较少,因此,研究聚丙烯腈纤维混凝土并且在工程中推广应用具有重要的意义。本文首先研究了不同水胶比聚丙烯腈纤维混凝土的基本力学性能,其次,研究其抗冻性、抗渗性以及抗硫酸盐干湿循环等耐久性,接着,研究了各类混凝土在热-力耦合作用下的力学性能和变形性能并且通过声发射系统进行实时监测,从能量吸收与释放的角度分析各类混凝土受力破坏的整个过程,最后研究了聚丙烯腈纤维混凝土高温后的力学性能。从聚丙烯腈纤维混凝土的基本力学性能研究结果可以看出,纤维的加入对混凝土的抗压强度的作用不是特别明显,但是可以明显提高其抗折强度和劈裂抗拉强度,对混凝土 7d的力学性能提高幅度要大于28d,因此,纤维的加入更加有利于提高混凝土的早期力学性能;此外,聚丙烯腈纤维加入混凝土中,有利于提高混凝土的拉压比以及泊松比,降低了混凝土的脆性,增加了混凝土的韧性,拉伸应变能与压缩应变能在混凝土中分配更加均衡合理,混凝土的力学性能得到改善。从聚丙烯腈纤维混凝土的耐久性能研究结果可以看出,纤维的加入能够降低混凝土的水渗透高度,提高了混凝土的抗渗性,抑制混凝土在冻融循环过程中动弹性模量的降低,提高了混凝土的抗冻性,提高混凝土的耐蚀系数以及抗压强度增长率,增强了混凝土耐硫酸盐干湿循环性能。由混凝土高温中试验可以发现聚丙烯腈纤维、钢纤维以及聚丙烯腈&钢纤维加入混凝土中,有利于减轻混凝土在热-力耦合作用下的损伤,更好地保持混凝土的完整性,改善混凝土的力学性能与变形性能;与此同时,声发射的能量计数率与应力值的大小有一定的对应关系,并且呈现正相关,较好地反映了混凝土在不同应力场作用下的损伤情况,在整个加载过程中,各类纤维混凝土的能量计数率要比基准混凝土的分布更加广泛而密集,并且,混凝土的应变能与能量累计数变化具有一致性。从聚丙烯腈纤维混凝土的高温后试验可以发现,纤维加入混凝土中,有利于改善混凝土高温后的抗压强度以及劈拉强度,尤其是对低水胶比混凝土改善作用更为明显,抑制了混凝土高温后相对动弹性模量的降低,聚丙烯腈纤维混凝土与基准混凝土的高温后抗压强度与劈拉强度随着静置时间的延长呈现先下降后上升的趋势。
陈伟[10](2019)在《PVA纤维混凝土力学性能及抗氯离子渗透性能试验研究》文中指出聚乙烯醇(PVA)纤维具有高强、高弹模、亲水性好(增加粘结力)、耐酸碱、使用安全等一系列优点,在混凝土中掺入PVA纤维可增强混凝土材料的抗裂性能、韧性、耐久性等,具有良好的工程应用前景。目前,国内外关于各种纤维的种类和规格对混凝土性能的影响已取得一定研究成果,但关于PVA纤维对混凝土的抗裂、增强机理的研究较少。本文对掺入PVA纤维的混凝土进行基本力学性能、抗氯离子渗透性能试验,并结合SEM和核磁共振进行机理分析,旨在为工程实际应用提供可靠依据。在混凝土中直接加入3种长度8 mm、12 mm、18 mm,3种掺量0.6 kg/m3、1.2 kg/m3、1.8 kg/m3的PVA纤维制备纤维混凝土,分析掺量和长度对立方体抗压强度、抗折强度、早期抗裂性能的影响,得出最佳掺量、最佳长度,对3种掺量下的12 mm长PVA纤维混凝土进行抗氯离渗透性能研究,结合扫描电镜和核磁共振对微观结构进行分析。研究结果如下:在混凝土中加入PVA纤维对抗压强度的影响较小,8 mm和18 mmPVA纤维加入时混凝土抗压强度有所下降,12 mmPVA纤维加入时提高了混凝土抗压强度,掺量1.8 kg/m3时抗压强度提高11.9%;纤维越长对混凝土抗折强的影响越大,掺加18mmPVA纤维后混凝土抗折强度平均提高幅度在19.3%27.9%之间;PVA纤维的加入可以显着改善混凝土的早期抗裂性能。随着纤维掺量的增加,混凝土名义开裂面积及最大裂缝明显小于普通混凝土。适量纤维的掺入可以改善混凝土的微观结构,纤维紧密的粘结在水泥基体中,有助于混凝土内部孔隙减少,增强纤维混凝土的整体性和密实性。掺入1.8 kg/m3的12mmPVA纤维时混凝土内的自由氯离子含量最低,且无富集现象。长8 mm、12 mm,掺量1.8 kg/m3时混凝土的T2谱面积最小,首峰所占比重最大,弛豫时间最少,对减少混凝土内部孔隙率最有利。
二、合成纤维在混凝土中的效果和机理(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、合成纤维在混凝土中的效果和机理(论文提纲范文)
(1)氯盐浓度和纤维掺用方式对面板混凝土耐久性的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 氯盐浓度对面板混凝土的耐久性影响研究现状与不足 |
1.2.2 纤维掺用方式对面板混凝土的耐久性影响研究现状与不足 |
1.3 研究目的与研究内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线 |
2 氯盐浓度对纤维面板混凝土耐久性试验研究 |
2.1 盐冻循环侵蚀混凝土机理分析 |
2.1.1 氯离子在混凝土中的传输机理 |
2.1.2 冻融循环机理 |
2.1.3 氯盐和冻融循环耦合作用机理 |
2.2 纤维面板混凝土试件的制作 |
2.2.1 试验原材料 |
2.2.2 试件制作及养护设备 |
2.2.3 纤维面板混凝土配合比设计 |
2.2.4 纤维面板混凝土基本性能试验 |
2.3 试验方案设计 |
2.3.1 试验目的 |
2.3.2 试验方法 |
2.3.3 试验步骤 |
2.3.4 试验结果的整理与分析方法 |
2.4 盐冻循环试验设备及仪器的选择 |
2.5 试验结果及其分析 |
2.5.1 纤维面板混凝土表观分析 |
2.5.2 质量损失率试验结果分析 |
2.5.3 相对动弹性模量试验结果分析 |
2.5.4 抗压强度试验结果分析 |
2.6 本章小结 |
3 纤维掺量对面板混凝土耐久性试验研究 |
3.1 纤维改性机理分析 |
3.1.1 理论基础 |
3.1.2 机理分析 |
3.2 试验方案设计 |
3.2.1 试验目的 |
3.2.2 试验方法 |
3.2.3 试验步骤 |
3.2.4 试验结果的整理与分析方法 |
3.3 盐冻循环试验设备及仪器的选择 |
3.4 试验结果及其分析 |
3.4.1 质量损失率试验结果分析 |
3.4.2 相对动弹性模量试验结果分析 |
3.4.3 抗压强度试验结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 混杂纤维对面板混凝土耐久性试验研究 |
4.1 试验方案设计 |
4.1.1 试验目的 |
4.1.2 试验方法 |
4.1.3 试验步骤 |
4.1.4 试验结果的整理与分析方法 |
4.2 盐冻循环试验设备及仪器的选择 |
4.3 试验结果及其分析 |
4.3.1 质量损失率试验结果分析 |
4.3.2 相对动弹性模量试验结果分析 |
4.3.3 抗压强度试验结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 盐冻侵蚀后纤维面板混凝土微观形态 |
5.1 试验概述 |
5.1.1 试验方法 |
5.1.2 试验步骤 |
5.1.3 试验设备及仪器的选择 |
5.2 微观试验结果 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间主要研究成果 |
(2)纤维混凝土弯曲韧性评价方法及热力作用下性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 纤维混凝土弯曲韧性研究现状 |
1.3.2 高温后纤维混凝土力学性能研究现状 |
1.3.3 纤维混凝土微观研究现状 |
1.3.4 纤维增强混凝土增强增韧机理 |
1.4 本文研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 纤维混凝土弯曲韧性评价体系的分析及探究 |
2.1 欧洲RLIEM TC 162-TDF标准 |
2.1.1 RLIEM TC 162-TDF标准弯曲韧性评价概述 |
2.1.2 RLIEM TC 162-TDF标准弯曲韧性评价特点分析 |
2.2 美国ASTM-C1609标准 |
2.2.1 ASTM-C1609标准概述 |
2.2.2 ASTM-C1609标准特点分析 |
2.3 日本JSCE-SF4标准 |
2.3.1 JSCE-SF4标准弯曲韧性评价概述 |
2.3.2 JSCE-SF4标准弯曲韧性评价特点分析 |
2.4 中国工程建设协会CECS13:2009标准 |
2.4.1 CECS13:2009标准弯曲韧性评价概述 |
2.4.2 CECS13:2009标准弯曲韧性评价特点分析 |
2.5 纤维混凝土弯曲韧性评价方法探究 |
2.5.1 基于试验加载方式的力学模型分析 |
2.5.2 基于加载过程的力学模型分析 |
2.6 国家标准GB/T21120-2018、GB/T38143-2019 |
2.6.1 GB/T21120-2018、GB/T38143-2019弯曲韧性评价概述 |
2.6.2 GB/T21120-2018、GB/T38143-2019弯曲韧性评价特点分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 原材料和试验方案 |
3.1 试验材料 |
3.2 试验方案 |
3.2.1 试验配合比 |
3.2.2 试验仪器 |
3.2.3 试验方法 |
第四章 常温下纤维混凝土弯曲韧性性能研究 |
4.1 合成纤维混凝土弯曲韧性纤维合理掺量研究 |
4.2 无机纤维混凝土弯曲韧性纤维合理掺量研究 |
4.3 纤维掺量对δ-CMOD关系的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 高温后合成纤维混凝土弯曲韧性研究 |
5.1 高温后合成纤维混凝土荷载-挠度曲线 |
5.2 高温后纤维对混凝土抗弯强度的影响 |
5.3 高温后纤维对混凝土等效抗弯强度f_(eqn)的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 高温后纤维混凝土微结构与力学性能研究 |
6.1 纤维混凝土高温后力学性能演化规律研究 |
6.2 纤维混凝土高温后微结构与力学性能演化规律研究 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录一: 攻读硕士学位期间参与的科研情况 |
附录二: 攻读硕士学位期间申请的专利 |
附录三: 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(3)多尺度聚丙烯纤维混凝土性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 纤维混凝土研究现状 |
1.3.1 混凝土用纤维简介 |
1.3.2 纤维混凝土增强理论 |
1.3.3 纤维混凝土力学性能研究现状 |
1.3.4 纤维混凝土耐久性能研究现状 |
1.3.5 纤维混凝土高温性能研究现状 |
1.4 基于声发射技术的混凝土损伤研究现状 |
1.5 基于压汞技术的混凝土孔结构研究现状 |
1.6 本文研究内容及技术路线 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
第二章 原材料与试验方法 |
2.1 试验材料及配合比 |
2.1.1 试验原材料 |
2.1.2 混凝土配合比 |
2.2 试验方法及设备 |
2.2.1 力学性能试验 |
2.2.2 耐久性能试验 |
2.2.3 高温性能试验 |
2.2.3.1 热-力耦合作用下性能试验 |
2.2.3.2 高温后性能试验 |
2.2.4 压汞试验 |
第三章 多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能研究 |
3.1 多尺度聚丙烯纤维单掺试验 |
3.2 多尺度聚丙烯纤维单掺试验结果分析 |
3.3 多尺度聚丙烯纤维混掺试验 |
3.4 多尺度聚丙烯纤维混掺试验结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 多尺度聚丙烯纤维混凝土耐久性能研究 |
4.1 多尺度聚丙烯纤维混凝土抗渗试验 |
4.2 多尺度聚丙烯纤维混凝土抗硫酸盐干湿循环试验 |
4.3 多尺度聚丙烯纤维混凝土抗冻融循环试验 |
4.4 本章小结 |
第五章 热-力耦合作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土性能研究 |
5.1 热-力耦合作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能研究 |
5.2 热-力耦合作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土损伤演化研究 |
5.2.1 损伤变量 |
5.2.2 升温、恒温过程中高温损伤研究 |
5.2.3 加载过程中荷载损伤研究 |
5.3 本章小结 |
第六章 高温后多尺度聚丙烯纤维混凝土性能及损伤本构研究 |
6.1 高温后多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能研究 |
6.2 基于孔结构特征研究多尺度聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响 |
6.3 应力-应变-声发射振铃计数曲线 |
6.4 高温后多尺度聚丙烯纤维混凝土损伤及本构关系研究 |
6.4.1 荷载损伤研究 |
6.4.2 本构关系 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(4)抗老化聚丙烯格栅增强混凝土结构裂缝演化行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 问题的提出和研究背景 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 聚丙烯短切纤维增强混凝土 |
1.3.2 聚丙烯连续纤维增强混凝土 |
1.4 研究目的和意义 |
1.5 主要研究内容 |
第二章 抗老化聚丙烯纤维的制备与表征 |
2.1 胶囊型聚丙烯抗老化剂的制备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 胶囊型抗老化剂的制备方法 |
2.2 胶囊型抗老化剂结构表征 |
2.2.1 测试仪器 |
2.2.2 化学结构 |
2.2.3 表面化学成分 |
2.2.4 表面形貌及粒度分布 |
2.2.5 热稳定性 |
2.3 抗老化聚丙烯纤维的制备 |
2.3.1 实验材料 |
2.3.2 熔体纺丝制备抗老化聚丙烯纤维 |
2.4 聚丙烯纤维抗老化性能测试 |
2.4.1 诱导老化设备及测试仪器 |
2.4.2 加速诱导老化条件 |
2.4.3 抗老化剂对聚丙烯纤维力学性能衰退的抑制作用 |
2.4.4 抗老化剂对聚丙烯纤维氧化起始温度的影响 |
2.4.5 抗老化剂对聚丙烯纤维分子量衰退的抑制作用 |
2.4.6 抗老化剂对聚丙烯纤维形貌的影响 |
2.4.7 抗老化剂对聚丙烯纤维老化抑制机理分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 聚丙烯纤维与混凝土界面损伤行为 |
3.1 聚丙烯纤维束抽拔测试样品制备 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 聚丙烯纤维束 |
3.1.3 混凝土基体设计 |
3.1.4 抽拔测试样品的制备 |
3.2 聚丙烯纤维束力学性能 |
3.3 聚丙烯纤维束抽拔测试 |
3.3.1 界面损伤过程 |
3.3.2 界面损伤声发射特性 |
3.3.3 界面滑移模型 |
3.4 本章小结 |
第四章 接枝表面改性聚丙烯格栅增强混凝土抗冻融性能研究 |
4.1 聚丙烯格栅的制备 |
4.2 聚丙烯格栅表面接枝改性 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 聚丙烯格栅表面接枝丙烯酸 |
4.2.3 聚丙烯格栅表面酯化接枝氧化石墨烯 |
4.3 表面改性聚丙烯格栅性能测试 |
4.3.1 测试仪器 |
4.3.2 丙烯酸接枝工艺 |
4.3.3 表面改性对聚丙烯格栅化学结构的影响 |
4.3.4 表面改性对聚丙烯格栅表面化学成分的影响 |
4.3.5 表面改性对聚丙烯纤维表面形貌的影响 |
4.3.6 表面改性对聚丙烯格栅表面亲水性的影响 |
4.3.7 表面改性对聚丙烯格栅力学性能的影响 |
4.4 混凝土冻融测试样品的制备 |
4.4.1 混凝土基体 |
4.4.2 冻融测试样品的制备 |
4.5 聚丙烯格栅增强混凝土抗冻融性能研究 |
4.5.1 测试仪器 |
4.5.2 冻融循环测试 |
4.6 本章小结 |
第五章 聚丙烯格栅增强混凝土力学性能及结构裂缝演化 |
5.1 聚丙烯格栅增强混凝土力学性能测试样品的制备及测试方法 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 力学性能测试样品的制备 |
5.1.3 测试设备 |
5.1.4 测试方法 |
5.2 养护时间对聚丙烯格栅增强混凝土力学性能的影响 |
5.2.1 养护时间对混凝土压缩性能的影响 |
5.2.2 养护时间对混凝土弯曲性能的影响 |
5.3 格栅叠层方式对增强混凝土力学性能的影响 |
5.3.1 格栅叠层方式对混凝土压缩性能的影响 |
5.3.2 格栅叠层方式对混凝土弯曲性能的影响 |
5.4 聚丙烯格栅增强混凝土吸能特性研究 |
5.4.1 聚丙烯格栅增强混凝土压缩吸能特性 |
5.4.2 聚丙烯格栅增强混凝土弯曲吸能特性 |
5.5 聚丙烯格栅增强混凝土结构裂缝演化行为 |
5.5.1 压缩结构裂缝演化行为 |
5.5.2 弯曲结构裂缝演化行为 |
5.5.3 聚丙烯格栅增强混凝土弯曲结构裂缝演化模型 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 :作者在攻读博士学位期间发表的论文 |
(5)3D打印纤维增强混凝土的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 3D打印技术 |
1.2.1 3D打印技术的定义与特点 |
1.2.2 3D打印技术的分类 |
1.2.3 3D打印技术的发展现状 |
1.3 3D打印混凝土技术 |
1.3.1 3D打印混凝土技术的定义 |
1.3.2 3D打印混凝土技术的分类 |
1.3.3 3D打印混凝土技术研究现状 |
1.3.3.1 3D打印混凝土早期性能研究 |
1.3.3.2 3D打印混凝土后期性能研究 |
1.4 纤维增强混凝土 |
1.5 3D打印纤维增强混凝土研究现状 |
1.5.1 配合比研究 |
1.5.2 宏观性能研究 |
1.5.3 微观性能研究 |
1.5.4 存在的问题 |
1.6 研究目的与主要研究内容 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 技术路线 |
第二章 原材料性能与试验方法 |
2.1 原材料性能 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 3D打印机 |
2.2.1.1 挤出速度的换算 |
2.2.1.2 打印过程 |
2.2.2 试件制作 |
2.2.2.2 单条试件制作方法 |
2.2.2.3 标准试件制作方法 |
2.2.3 3D打印混凝土流变性能试验方法 |
2.2.3.1 试验仪器 |
2.2.3.2 流变学参数 |
2.2.3.3 试验方法 |
2.2.4 3D打印混凝土可打印性评价方法 |
2.2.4.1 可打印性快速评价方法 |
2.2.4.2 可打印性稳定评价方法 |
2.2.5 力学性能试验方法 |
2.2.6 微观性能研究方法 |
本章小结 |
第三章 3D打印混凝土可打印基体的制备 |
3.1 引言 |
3.2 配合比设计 |
3.3 基体性能研究 |
3.3.1 流变性能 |
3.3.2 可打印性 |
3.3.3 力学性能 |
3.3.4 打印效果 |
3.4 基体配合比设计研究 |
本章小结 |
第四章 3D打印纤维增强混凝土流变性能 |
4.1 引言 |
4.2 前期试验与配合比设计 |
4.2.1 剑麻纤维吸湿率 |
4.2.2 静置时间对基体流变性能的影响 |
4.2.3 试验设计 |
4.4 PP纤维对基体流变性能的影响 |
4.5 PVA纤维对基体流变性能的影响 |
4.6 剑麻纤维对基体流变性能的影响 |
4.7 柔性纤维间性能对比 |
4.7.1 微观形貌 |
4.7.2 宏观性能 |
本章小结 |
第五章 3D打印纤维增强混凝土的可打印性研究 |
5.1 引言 |
5.2 3D打印混凝土基体的可打印性评价 |
5.3 PVA纤维对基体可打印性的影响 |
5.3.1 试验配合比 |
5.3.2 试验结果与分析 |
5.3.3 总结与讨论 |
本章小结 |
第六章 3D打印纤维增强混凝土的力学性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 纤维增强混凝土力学性能的增强机理 |
6.3 试验配合比 |
6.4 试验现象及破坏形态 |
6.5 PP纤维对3D打印混凝土力学性能的影响 |
6.5.1 抗压强度 |
6.5.2 抗折强度 |
6.5.3 劈拉强度 |
6.5.4 总结与讨论 |
6.6 PVA纤维对3D打印混凝土力学性能的影响 |
6.6.1 抗压强度 |
6.6.2 抗折强度 |
6.6.3 劈拉强度 |
6.6.4 总结与讨论 |
6.7 剑麻纤维对3D打印混凝土力学性能的影响 |
6.7.1 抗压强度 |
6.7.2 抗折强度 |
6.7.3 劈拉强度 |
6.7.4 总结与讨论 |
本章小结 |
第七章 3D打印纤维增强混凝土微观结构 |
7.1 引言 |
7.2 前期准备 |
7.2.1 试件尺寸 |
7.2.2 测试位置 |
7.2.3 CT分辨率 |
7.3 PP纤维掺量对3D打印混凝土孔隙的影响 |
7.3.1 孔隙率与孔体积分布 |
7.3.2 孔隙分布 |
7.4 3D打印纤维增强混凝土力学性能的变化机理 |
7.4.1 抗压强度与孔隙分布的关系 |
7.4.2 抗折强度与孔隙分布的关系 |
7.4.3 劈拉强度与孔隙分布的关系 |
本章小结 |
第八章 总结与展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者读硕期间发表的文章与专利 |
(6)聚丙烯织物混凝土基本力学性能及破坏机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 聚丙烯纤维与织物混凝土国内外研究现状 |
1.2.1 聚丙烯纤维混凝土的国内外发展及应用 |
1.2.2 织物混凝土的发展及应用 |
1.3 织物及纤维与混凝土基体的作用 |
1.4 研究内容 |
1.5 主要创新点 |
2 聚丙烯织物混凝土抗压性能研究 |
2.1 试件的制作及试验方案 |
2.1.1 原材料 |
2.1.2 试件制作及养护 |
2.1.3 抗压试验方案 |
2.2 不同龄期聚丙烯织物混凝土力学性能研究 |
2.2.1 基本假设 |
2.2.2 龄期14天时抗压性能研究 |
2.2.3 龄期28天时抗压性能研究 |
2.2.4 龄期60天时抗压性能研究 |
2.3 综合抗压性能对比分析 |
2.3.1 破坏前性能研究 |
2.3.2 破坏后性能研究 |
2.3.3 抗压韧性研究 |
2.3.4 抗压破坏形态分析 |
2.3.5 不同聚丙烯织物/纤维掺量对混凝土抗压性能影响 |
2.4 抗压瞬态裂缝特征定量分析 |
2.4.1 超高速成像系统 |
2.4.2 断裂触发系统及设计原理 |
2.4.3 试验结果分析 |
2.5 本章小结 |
3 聚丙烯织物混凝土抗折性能研究 |
3.1 试件的制作及试验方案 |
3.1.1 试件制作及养护 |
3.1.2 抗折试验方案 |
3.2 不同龄期聚丙烯织物混凝土抗折力学性能研究 |
3.2.1 基本假设 |
3.2.2 龄期14天时抗折性能研究 |
3.2.3 龄期28天时抗折性能研究 |
3.2.4 龄期60天时抗折性能研究 |
3.3 综合抗折性能对比分析 |
3.3.1 破坏前后性能研究 |
3.3.2 抗折韧性研究 |
3.3.3 抗折破坏形态分析 |
3.3.4 不同聚丙烯织物/纤维掺量对混凝土抗折性能影响 |
3.4 本章小结 |
4 聚丙烯织物混凝土抗劈裂性能研究 |
4.1 试件的制作及试验方案 |
4.1.1 试件制作及养护 |
4.1.2 抗劈裂性能试验 |
4.2 不同龄期聚丙烯织物混凝土抗折力学性能研究 |
4.2.1 基本假设 |
4.2.2 龄期14天时抗劈裂性能研究 |
4.2.3 龄期28天时抗劈裂性能研究 |
4.2.4 龄期60天时抗劈裂性能研究 |
4.3 综合抗劈裂性能对比分析 |
4.3.1 破坏前后性能研究 |
4.3.2 抗劈裂韧性研究 |
4.3.3 抗劈裂破坏形态分析 |
4.3.4 不同聚丙烯织物/纤维掺量对混凝土抗劈裂性能影响 |
4.4 本章小结 |
5 聚丙烯织物混凝土单轴受压本构模型及力学性能指标分析 |
5.1 聚丙烯织物混凝土单轴受压本构模型研究 |
5.2 力学性能指标分析及换算 |
5.2.1 抗压强度与抗折强度、抗劈裂强度的换算关系 |
5.2.2 抗压强度与弹性模量的换算关系 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的科研成果 |
(7)合成纤维的耐碱性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 合成纤维的发展与应用 |
1.2.1 合成纤维的发展现状 |
1.2.2 合成纤维的种类 |
1.2.3 合成纤维的发展历程 |
1.2.4 合成纤维的发展趋势 |
1.3 合成纤维的耐碱性能研究现状 |
1.3.1 聚丙烯纤维的耐碱性能研究现状 |
1.3.2 聚丙烯腈纤维的耐碱性能研究现状 |
1.3.3 聚乙烯醇纤维的耐碱性能研究现状 |
1.3.4 聚甲醛纤维的耐碱性能研究现状 |
1.4 本文研究的意义内容及技术路线图 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线图 |
2 原材料与试验方案 |
2.1 试验材料及仪器 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验仪器 |
2.2 试验方案 |
2.2.1 合成纤维碱环境耐碱性能试验 |
2.2.2 合成纤维碱环境耐碱性能微观研究 |
2.2.3 合成纤维水泥胶砂强度试验 |
2.3 测试方法 |
2.3.1 合成纤维单丝溶胀率测试 |
2.3.2 合成纤维单丝强度测试 |
3 不同环境下合成纤维耐碱性能试验研究 |
3.1 NaOH溶液浸泡试验结果分析 |
3.1.1 聚丙烯纤维 |
3.1.2 聚丙烯腈纤维 |
3.1.3 聚乙烯醇纤维 |
3.1.4 聚甲醛纤维 |
3.1.5 NaOH溶液浸泡4种合成纤维试验结果对比 |
3.1.6 本节小结 |
3.2 基准水泥上层清液浸泡试验结果分析 |
3.2.1 聚丙烯纤维 |
3.2.2 聚丙烯腈纤维 |
3.2.3 聚乙烯醇纤维 |
3.2.4 聚甲醛纤维 |
3.2.5 基准水泥上层清液浸泡4种合成纤维试验结果对比 |
3.2.6 本节小结 |
3.3 硅灰-基准水泥上层清液浸泡试验结果分析 |
3.3.1 聚丙烯纤维 |
3.3.2 聚丙烯腈纤维 |
3.3.3 聚乙烯醇纤维 |
3.3.4 聚甲醛纤维 |
3.3.5 硅灰-基准水泥上层清液浸泡4种合成纤维试验结果对比 |
3.3.6 本节小结 |
3.4 混合溶液浸泡试验结果分析 |
3.4.1 聚丙烯纤维 |
3.4.2 聚丙烯腈纤维 |
3.4.3 聚乙烯醇纤维 |
3.4.4 聚甲醛纤维 |
3.4.5 混合溶液浸泡4种合成纤维试验结果对比 |
3.4.6 本节小结 |
3.5 本章小结 |
4 合成纤维水泥胶砂强度试验研究 |
4.1 聚丙烯纤维水泥胶砂强度试验结果分析 |
4.2 聚丙烯腈纤维水泥胶砂强度试验结果分析 |
4.3 聚乙烯醇纤维水泥胶砂强度试验结果分析 |
4.4 聚甲醛纤维水泥胶砂强度试验结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 主要创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的与授权的专利 |
(8)聚甲醛纤维混凝土性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 纤维混凝土概述 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 纤维的增强作用 |
1.2.3 纤维混凝土增强理论 |
1.3 水泥混凝土用合成纤维 |
1.4 纤维混凝土国内外研究现状 |
1.4.1 纤维混凝土力学性能的研究 |
1.4.2 纤维混凝土耐久性的研究 |
1.4.3 纤维混凝土高温性能的研究 |
1.5 基于声发射的损伤及本构模型的研究现状 |
1.6 本文主要的研究内容及技术路线图 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 技术路线图 |
2 原材料与实验方法 |
2.1 实验材料及配合比 |
2.1.1 实验原材料 |
2.1.2 实验配合比 |
2.2 实验内容及方法 |
2.2.1 力学性能测试方法 |
2.2.2 耐久性能测试方法 |
2.2.3 高温性能测试方法 |
3 聚甲醛纤维混凝土力学性能研究 |
3.1 聚甲醛纤维掺量研究 |
3.2 聚甲醛纤维混凝土力学性能试验研究 |
3.3 聚甲醛纤维增强混凝土机理解释 |
3.4 本章小结 |
4 聚甲醛纤维混凝土耐久性能研究 |
4.1 聚甲醛纤维混凝土抗渗性能研究 |
4.2 聚甲醛纤维混凝土抗硫酸盐干湿循环性能研究 |
4.3 聚甲醛纤维混凝土抗冻融循环性能研究 |
4.4 本章小结 |
5 热-力耦合作用下聚甲醛纤维混凝土性能研究 |
5.1 热-力耦合作用下聚甲醛纤维混凝土损伤特性 |
5.2 热-力耦合作用下混凝土损伤演化规律 |
5.2.1 基于声发射参数的混凝土损伤变量 |
5.2.2 热-力耦合作用下混凝土损伤演化规律 |
5.3 热-力耦合作用下的损伤本构模型 |
5.3.1 建立热-力耦合作用下的损伤本构模型 |
5.3.2 混凝土的损伤本构模型适用性 |
5.3.3 本构模型系数研究 |
5.4 本章小结 |
6 高温后聚甲醛纤维混凝土力学性能研究 |
6.1 自然冷却后力学性能研究 |
6.2 浸水冷却后力学性能研究 |
6.3 高温后聚甲醛纤维混凝土损伤规律 |
6.4 高温后聚甲醛纤维混凝土的质量损失 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文和申请的专利目录 |
1 发表的论文 |
2 申请的专利 |
(9)聚丙烯腈纤维混凝土性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 聚丙烯腈纤维及其制品的发展历程 |
1.3 聚丙烯腈纤维混凝土的研究现状 |
1.3.1 聚丙烯腈纤维混凝土力学性能研究现状 |
1.3.2 聚丙烯腈纤维混凝土耐久性能研究 |
1.3.3 纤维混凝土高温性能研究现状 |
1.4 声发射在混凝土中的应用现状 |
1.5 本文的技术路线与研究内容 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
2 原材料与试验方法 |
2.1 试验材料与配合比设计 |
2.2 试验设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 基本力学性能与耐久性能试验方法 |
2.3.2 高温试验方法 |
3 聚丙烯腈纤维混凝土力学性能与耐久性能研究 |
3.1 聚丙烯腈纤维混凝土掺量研究 |
3.2 聚丙烯腈纤维混凝土力学性能研究 |
3.3 聚丙烯腈纤维混凝土抗渗性能研究 |
3.4 聚丙烯腈纤维混凝土抗冻性研究 |
3.5 聚丙烯腈纤维混凝土抗硫酸盐干湿性能研究 |
3.5.1 聚丙烯腈纤维混凝土在硫酸盐干湿循环后的抗压强度分析 |
3.5.2 聚丙烯腈纤维混凝土在硫酸盐干湿循环后的抗压强度耐蚀系数分析 |
3.6 本章小结 |
4 热-力耦合作用下纤维混凝土的力学性能研究 |
4.1 热-力耦合作用下的混凝土的宏观形态 |
4.2 热-力耦合作用下混凝土的抗压强度以及抗压强度残余率 |
4.3 温度对热-力耦合作用下混凝土热应变的影响 |
4.4 热-力耦合作用下纤维混凝土应力-应变-能量计数率分析 |
4.5 热-力耦合作用下混凝土的应变能-能量累计数-时间分析 |
4.6 本章小结 |
5 聚丙烯腈纤维混凝土的高温后力学性能研究 |
5.1 聚丙烯腈混凝土高温后抗压强度以及抗压强度残余率研究 |
5.2 聚丙烯腈混凝土高温后劈拉强度以及劈拉强度残余率研究 |
5.3 温度对聚丙烯腈纤维混凝土高温后质量损失的影响 |
5.4 温度对混凝土高温后相对动弹性模量的影响 |
5.5 静置时间对高温后立方体抗压强度影响试验研究 |
5.6 静置时间对高温后立方体劈拉强度影响试验研究 |
5.7 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的论文与申请的专利 |
1 发表的论文 |
2 申请的专利 |
(10)PVA纤维混凝土力学性能及抗氯离子渗透性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的研究现状 |
1.2.1 聚乙烯醇(PVA)纤维的特性 |
1.2.2 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的国内外研究现状 |
1.3 混凝土抗氯离子渗透性能研究现状 |
1.3.1 氯离子侵入混凝土机理研究 |
1.3.2 纤维混凝土抗氯离子渗透性能国内外研究现状 |
1.4 研究的目的及意义 |
1.5 本文主要研究内容、创新点及技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究创新点 |
1.5.3 技术路线 |
2 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土试验概况 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 试验材料性能参数 |
2.1.2 试验标准 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 试验配合比设计 |
2.2.2 试件制作与养护 |
2.2.3 试验仪器设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 新拌混凝土工作性能试验方法 |
2.3.2 纤维分散性检验方法 |
2.3.3 力学性能试验方法 |
2.3.4 抗氯离子渗透性能试验方法 |
2.4 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土拌合物性能 |
2.4.1 新拌PVA纤维混凝土工作性能 |
2.4.2 聚乙烯醇(PVA)纤维分散性试验 |
2.5 本章小结 |
3 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土基本性能试验研究 |
3.1 混凝土立方体抗压强度 |
3.1.1 试验现象及破坏形态 |
3.1.2 试验结果与分析 |
3.2 混凝土抗折强度 |
3.2.1 试验现象及破坏形态 |
3.2.2 试验结果与分析 |
3.3 混凝土早期抗裂 |
3.3.1 试验现象及破坏形态 |
3.3.2 试验结果与分析 |
3.4 本章小结 |
4 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土抗氯离子渗透性能试验研究 |
4.1 聚乙烯醇(PVA)纤维对氯离子渗透性能的影响 |
4.2 聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土中自由氯离子含量分布 |
4.2.1 干湿循环周期对自由氯离子含量的影响 |
4.2.2 聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对自由氯离子含量的影响 |
4.3 氯离子扩散系数 |
4.3.1 混凝土稳定扩散区的氯离子扩散系数 |
4.3.2 氯离子扩散系数的时变性 |
4.4 本章小结 |
5 聚乙烯醇(PVA)纤维增强混凝土作用机理研究 |
5.1 扫描电镜观察 |
5.2 能谱分析 |
5.2.1 能谱点扫描 |
5.2.2 能谱线扫描 |
5.3 核磁共振孔结构分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
四、合成纤维在混凝土中的效果和机理(论文参考文献)
- [1]氯盐浓度和纤维掺用方式对面板混凝土耐久性的影响研究[D]. 陶喆. 西安理工大学, 2020(01)
- [2]纤维混凝土弯曲韧性评价方法及热力作用下性能研究[D]. 葛晨. 扬州大学, 2020
- [3]多尺度聚丙烯纤维混凝土性能研究[D]. 周兴宇. 扬州大学, 2020
- [4]抗老化聚丙烯格栅增强混凝土结构裂缝演化行为研究[D]. 冯古雨. 江南大学, 2020(01)
- [5]3D打印纤维增强混凝土的制备与性能研究[D]. 侯泽宇. 东南大学, 2020(01)
- [6]聚丙烯织物混凝土基本力学性能及破坏机理研究[D]. 张鲜维. 西安理工大学, 2019(01)
- [7]合成纤维的耐碱性能研究[D]. 王天琪. 扬州大学, 2019(02)
- [8]聚甲醛纤维混凝土性能研究[D]. 吕锦飞. 扬州大学, 2019
- [9]聚丙烯腈纤维混凝土性能研究[D]. 王志旺. 扬州大学, 2019
- [10]PVA纤维混凝土力学性能及抗氯离子渗透性能试验研究[D]. 陈伟. 内蒙古科技大学, 2019(03)